BOTANICA autunno 2015

BOTANICA                                                                                                                                    Confronto tra stadi evolutivi diversi nel mondo vegetale. Le Alghe. Le Felci. Le Piante  Superiori. Osservazione diretta di esemplari.

Alghe

Vegetali pionieri per la vita sulla Terra. Le alghe hanno forme, dimensioni e colori variabili e vivono soprattutto negli ambienti acquatici. Hanno un corpo semplice, il tallo, poco differenziato. Perché pioniere? Perché senza di esse la vita sul pianeta non sarebbe partita e non si manterrebbe. Le alghe microscopiche galleggianti che formano il fitoplancton sono indispensabili per avviare le catene alimentari di tutti gli animali che vivono nelle acque, dal microscopico zooplancton alle forme più complesse. E la vita è iniziata nell’acqua.

Dove vivono le alghe? L’ambiente primo è il mare e poi i laghi, i fiumi, i torrenti e gli stagni, ma anche pozze d'acqua, terreni fangosi, tronchi degli alberi e in generale tutti i luoghi che si mantengono umidi per almeno un periodo dell'anno. Inoltre, alcune alghe possano vivere all'interno di altri organismi come protozoi, idre, spugne, coralli, gasteropodi, vermi piatti e funghi, caso quest'ultimo in cui la simbiosi genera i licheni.

Il corpo dell’alga, il tallo, ha dimensioni alquanto variabili. Alcune alghe sono unicellulari e quindi microscopiche, le altre, pluricellulari, hanno dimensioni maggiori fino a raggiungere i 100 metri. La loro forma è variabile: quelle unicellulari possono essere ovoidali, a sfera, a disco, a filamento o a bastoncino. Altre sono provviste di una corazza che le protegge; altre ancora hanno una forma filamentosa o a lamina e alcune possiedono una base che consente loro di aderire ai fondali. Altre portano vescicole aeree che aiutano la statica dei grandi talli: per questo il Sargasso è detto Uva di mare. Tutte le alghe hanno clorofilla per svolgere la fotosintesi, l'insieme di reazioni chimiche che trasformano l'acqua e l'anidride carbonica in sostanze organiche assai più complesse che servono come nutrimento. Per questa proprietà le alghe, come tutte le altre piante, sono dette organismi autotrofi, cioè individui capaci di crearsi il nutrimento con mezzi propri. Un solo dato ci convincerà della loro primaria importanza: il carbonio inorganico trasformato in forma organica dalle alghe marine in un anno ammonta a 150 miliardi di tonnellate contro i 20 miliardi di tutte le piante terrestri.

Oggi però i torrenti, i fiumi e i corsi d'acqua, nel loro cammino verso il mare, ricevono le acque di scarico delle abitazioni, quelle delle industrie insieme ai concimi che derivano dalle attività agricole. Le sostanze raccolte sono fortemente inquinanti e tutto vien portato al mare. Ne deriva un fenomeno chiamato eutrofizzazione che consiste nella proliferazione eccessiva delle alghe che vivono in tutti questi corsi d'acqua con rottura degli equilibri e gravi danni per il movimento e la vita degli animali acquatici.

Tutte le alghe possono riprodursi attraverso un meccanismo chiamato riproduzione vegetativa che consiste nel generare un individuo identico al precedente. Questo tipo di riproduzione può verificarsi in modi diversi: nelle forme costituite da una sola cellula è questa a dividersi in due per semplice scissione. Le forme pluricellulari, invece, si riproducono per lo più attraverso la frammentazione: dal tallo di un'alga si distaccano piccoli frammenti, capaci di vivere in modo autonomo, che ingrossandosi formeranno nuovi individui identici al precedente. Altre alghe realizzano la riproduzione vegetativa producendo e liberando nell'ambiente numerose spore, particolari cellule rivestite di un involucro di protezione. Ogni spora, quando le condizioni ambientali sono favorevoli, si divide per formare altre cellule da cui si svilupperà una nuova alga identica alla precedente. La riproduzione sessuale, analogamente a quanto si verifica negli animali, richiede la fecondazione e cioè la fusione di due tipi diversi di cellule sessuali, il gamete maschile e quello femminile. Alcune alghe producono due gameti identici capaci di nuotare perché provvisti di flagelli. Altre hanno solo il gamete maschile libero di nuotare perché la cellula uovo più grande è immobile dentro il tallo.

Le zooxantelle. C’è un genere di alghe unicellulari, dette comunemente zooxantelle, che vivono in simbiosi con alcune specie di coralli all'interno dei loro corpi, entro i 100m di profondità, dove è possibile la fotosintesi. La loro densità arriva a 1 milione di esemplari per cm₂. La loro presenza assicura al corallo ossigeno ed energia (fino al 90% del fabbisogno) con conseguente assicurazione di veloce crescita e il corallo dà alle alghe protezione e CO₂, il loro nutrimento, e altri preziosi elementi come Fosforo e Potassio.

Cloroficee o alghe verdi

Sono alghe di colore verde dovuto alla clorofilla. Nel corso dell'evoluzione hanno colonizzato la terraferma e originato i progenitori di tutte le piante terrestri. Vivono nelle acque dolci e in quelle marine. Questo gruppo comprende anche individui che vivono sulla neve, sul suolo, sui tronchi degli alberi o nel corpo di alcuni organismi. La Spirogira è una cloroficea comune, che forma masse filamentose di colore verde nelle acque dolci stagnanti di vasche, pozze o corsi d'acqua a lento scorrimento. L’Ulva lactuca è la lattuga di mare, le Acetabularie sono gli ombrellini che rivestono fondali bassi, il Codio forma delle borse sott’acqua.

Feoficee o alghe brune

Si tratta soprattutto di alghe marine, e sono di colore bruno perché contengono alcuni pigmenti che, mascherando il verde della clorofilla, danno il colore marrone. Vivono soprattutto nelle regioni fredde degli oceani e formano praterie estese a largo delle coste. Hanno dimensioni estremamente variabili: certe sono microscopiche mentre altre possiedono fronde lunghe fino a 100 m. Alcune, come la Laminaria, hanno un tallo formato da una lamina sorretta da uno stipite più o meno allungato e cilindrico; quest'ultimo è a sua volta ancorato al fondale tramite ventose che aderiscono alle rocce. Quando la lamina si rompe per azione delle onde o viene tagliata, lo stipite ne genera un'altra. Alcune alghe appartenenti a questo gruppo, come il Fucus, hanno, ai margini delle loro fronde, piccole vescicole ripiene di gas il cui scopo è quello di sostenere il tallo, generalmente floscio, in modo che galleggi sulla superficie del mare e, non venendo trascinato sul fondo dalle correnti, riesca ad assorbire una quantità maggiore di energia solare. Altre alghe brune sono i sargassi, diffusi nei mari caldi. Queste alghe, particolarmente sviluppate a nord-est dei Caraibi, generano immense masse galleggianti dalle quali prende nome il Mar dei Sargassi.

Appartiene alle Alghe brune la Padina pavonia, comune nei nostri mari temperati.

Rodoficee o alghe rosse

Sono così chiamate perché contengono un pigmento rosso responsabile del colore che assumono in quanto maschera il verde della clorofilla. Per lo più filamentose, vivono soprattutto nelle acque marine delle regioni tropicali e temperate, attaccate agli scogli o sul tallo di altre alghe. Generalmente, si dispongono a una profondità maggiore rispetto agli altri gruppi perché i loro pigmenti riescono ad assorbire quelle radiazioni che raggiungono le acque profonde. Alcune alghe rosse, che depositano nel loro tallo carbonato di calcio, hanno una consistenza dura e pietrosa e appaiono come ramoscelli bianchi, vengono dette alghe calcaree per il calcare che li riveste, si possono osservare sulle spiagge dopo le mareggiate.

L'uomo utilizza in modi diversi le alghe o le sostanze che da queste ricava. Soprattutto in Giappone, ma anche in Cina e nelle isole del Pacifico, le alghe sono un alimento diffuso perché ricco di vitamine e di minerali, in particolare potassio e iodio. L’involucro dei sushi è un’alga rossa, Porphyra tenera, commercializzata col nome generico giapponese di nori. In alcuni casi le alghe sono utilizzate come mangime per gli animali e concime per fertilizzare il suolo.

Le pareti cellulari di alcune alghe rosse sono rivestite di agar, una sostanza mucillaginosa di cui il Giappone è il maggiore produttore. Tale sostanza è utilizzata nell'industria dei cosmetici, in quella farmaceutica per produrre soprattutto le capsule dei medicinali, e nell'industria alimentare per rendere più compatte gelatine o minestre. Nei laboratori di analisi microbiologiche con agar e altre sostanze nutritive, si prepara un terreno di coltura per la crescita dei batteri. Altre mucillaggini, gli alginati, vengono usati per la preparazione di gelati.

Le alghe sono spesso pubblicizzate come la nuova fonte sostenibile di biocarburanti, ma secondo i ricercatori svedesi, la biomassa proveniente dalle alghe potrebbe anche essere la chiave per una nuova ultrasottile batteria biodegradabile. Hanno scoperto che alghe maleodoranti che crescono a ciuffi sulle spiagge, note come Cladophora, possono anche essere utilizzate per creare un tipo di cellulosa che ha 100 volte la superficie più porosa capace di contenere polimeri conduttori per ricaricarsi in modo efficace e trattenere l’elettricità per un tempo prolungato. Nasce così la batteria a ioni dalle alghe. L’obiettivo per il team di ricerca è quello di creare una batteria in grado di competere con le batterie al litio rendendola magari biodegradabile.

Tipi di Alghe

Felci

Le felci sono piante senza fiori, quindi senza possibilità di produrre semi, così come i batteri, i funghi, le alghe, i licheni, e i muschi; tutti questi gruppi un tempo venivano indicati come Piante crittogame, etimologicamente piante con gamia nascosta, (il nome anticrittogamico significa sostanza che combatte malattie prodotte da vegetali crittogami come batteri, funghi…).

Le felci rispetto agli altri vegetali nominati sopra, presentano apparati di ancoraggio al terreno, apparati con vasi capaci di portare i liquidi verso l’alto e apparati di fotosintesi. Erano chiamate Crittogame Vascolari. Sono le prime piante terrestri che hanno cominciato a differenziare un sistema di trasporto dei fluidi, permettendo così un accrescimento in altezza a differenza delle altre che non sono riuscite ad affrancarsi totalmente dalla vita acquatica.

Il fusto è un rizoma sotterraneo spesso ricoperto di scaglie o peli. Le foglie in fase di sviluppo hanno una caratteristica forma a “bastone pastorale”. Le foglie, dette fronde, possono presentare contorno intero, ma più generalmente sono una o più volte suddivise assumendo la caratteristica forma pennata. Le fronde assumono la doppia funzione: clorofilliana e riproduttiva. Si riproducono per spore. Nella pagina inferiore delle fronde si ritrovano gli organi riproduttivi, gli sporangi, spesso raggruppati lungo le nervature, in ammassi ben visibili, i sori. La loro forma e disposizione sono elementi essenziali per la classificazione delle Felci. Notiamo che prefogliazione a pastorale e sori sono caratteristiche esclusive delle felci.

Sono felci con fronda a ventaglio il Capelvenere, con fronda indivisa la Lingua di cane o Scolopendra, mentre il Platycerium o felce a corna di cervo ha fronda dicotomizzata. Tra le altre ricordiamo la felce aquilina che riveste intere colline, la felce dolce o Polipodio, la piccola Ceterach che tappezza i muretti con le spore della quale si asciugava l’inchiostro delle lettere.

Non dimentichiamo le felci arboree dei paesi tropicali, che abbiamo puntualmente ammirato alle edizioni di Euroflora, e che stanno a ricordare come nel periodo Carbonifero dell’era Paleozoica esse formavano foreste e sono le maggiori responsabili della formazione del carbon fossile insieme agli Equiseti e ad altri gruppi oggi estinti.

Tipi di Felci

Felci arboree

Piante superiori

Quando si dice piante superiori si intende parlare delle piante Fanerogame (in contrapposizione con le Crittogame) in cui la riproduzione avviene grazie ad organi ben evidenti, etimologicamente con “gamia in mostra”, e a semi.

Quelle che hanno semi nudi sono le Gimnosperme (come le Conifere, le Cicadee, il Ginkgo e il Tasso), quelle con i semi protetti da un organo speciale, l’ovario, sono le Angiosperme. Solo queste ultime vantano veri e propri fiori e poi la loro trasformazione, i frutti.

Dato che le piante superiori sono quelle di cui amiamo circondarci nei nostri orti e giardini, ce ne cibiamo, aromatizziamo i nostri cibi, ci curiamo e rappresentano la quasi totalità di quello che intendiamo per mondo vegetale, mi è sembrato opportuno non aggiungere altra teoria e utilizzare il nostro “tempo botanico” per osservare più specie possibile facendoci raccontare dagli esemplari stessi le loro meraviglie. Vi invito dalla prossima volta a portare campioni a vostra scelta.

Laboratorio su Gimnosperme (20 Novembre 2015)